Контрольная работа по "Машиностроению"

Содержание 

1. Расчет и выбор  посадки с натягом  для гладкого цилиндрического  соединения          6

2. Назначение и расчет посадок подшипников качения                    9

3. Расчет предельных размеров и построение схемы расположения полей допусков деталей резьбового соединения                              12

4. Назначение комплекса  контролируемых параметров  зубчатого колеса  и выбор средств  контроля                                                14

5. Расчет размерной  цепи                                                        17

6. Расчет размерной  цепи                                                 18

7. Назначить посадки для всех сопрягаемых размеров и обозначить их на чертеже.     35

8. Список литературы                                                     36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1. Расчет и выбор посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения 

   Данные:

   D=55 мм

   D₂=110 мм

   l=45 мм

   f=0,15

   М_кр=170 Н·м 

   Существующий  метод расчета  посадок с натягом  сводится к определению  наибольшей величины натяга. 

   1.1 Определяем величину  наименьшего расчетного  натяга при нагружении  крутящим моментом:

   

.(1.1)

   где f₂ –коэффициент трения при относительном вращении деталей;

        Е₁ и Е₂ – модули упругости материала соединяемых деталей, Н/м²;

       Е₁=Е₂ =2,06·10¹¹ Н/м² (для стали).

       С₁ и С₂ – коэффициенты определяемые по формулам:

   

   µ₁, µ₂ – коэффициент Пуассона;

   µ₁=µ₂=0,3 (для стали);

   D₂ – наружный диаметр охватывающей детали, мм

   D₂=D+2m=108,5+2·3,5=115,5 (мм)

   D=m·z=3,5·31=108,5 (мм)

   

   1.2 Рассчитаем наименьший функциональный натяг.

   В натяг, определенный по формуле (1.1) должна быть внесена поправка.

   

     (1.3)

   

    (1.4)

   где  ∆_ш –учитывает смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм;

     ∆_t – учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материала деталей, мкм;

     ∆_ц – учитывает деформации деталей от воздействия центробежных сил, мкм;

   ∆_уд – учитывает увеличение контактного давления у торцев охватывающей детали, мкм;

      - учитывает воздействие вибраций и ударов, мкм.

   

(1.5)

   Где К – коэффициент, учитывающий величину смятия неровностей, для механической запрессовки без смазки принимаем К=0,4;

   R_a1, R_a2 – высота неровностей поверхностей отверстия и вала

   R_a1=3,2 мкм;

   R_a2=1,6 мкм.

    (1,6)

   Принимается ∆_оа=0, ∆_t=0, ∆_а=0.

   Наименьший  функциональный натяг, при котором обеспечивается прочность соединения:

     (мкм)

     

    (1.7)

     (мкм)

   1.3 По N_{min.табл.} подберем ближайшую посадку по стандарту.

   Выберем посадку    

   Для данной посадки построим схему полей допусков

   

   Рисунок 1.1 Схема полей  допусков посадки  с натягом 

   Верхнее отклонение отверстия ES=0,010 мм

   Верхнее отклонение вала es=0,039 мм

   Нижнее  отклонение отверстия EI=-0,010 мм

   Нижнее  отклонение вала ei=0,020 мм 

   Натяг минимальный N_min=ei-ES=0,020-0,010=0,010 мм

   Натяг максимальный N_max=es-EI=0,039-(-0,010)=0,049 мм 

   1.4 Проверка прочности соединяемых деталей:

   а) давление на поверхности контакта деталей, возникающее под влиянием натяга

   

     

   б) допустимое давление на поверхности втулки:

   

   где σ_0,2 – предел текучести материала втулки (для стали 20Х σ_0,2=630(МН/м²).

     

   в) допустимое давление на поверхности вала:

   

   где σ_0,2 – предел текучести материала вала (для стали 45 σ_0,2=360(МН/м²).

   

   Таким образом, запас прочности  втулки:

   

   запас прочности вала:

   

   Коэффициенты  запаса прочности  втулки и вала соответствуют  рекомендуемому значению к=1,5…2. Посадка обеспечивает необходимую прочность соединения 
 
 
 
 
 
 

2. Назначение и расчет  посадок подшипников  качения.

Исходные  данные:

Подшипник 6 – 310 по ГОСТ 8338 – 75 (рисунок 2.1)

Рисунок 2.1 Основные размеры  подшипника 

    Геометрические  размеры подшипника 6-304:

d=50 мм – номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца;

  D=110 мм – номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца;

B=27 мм – номинальная ширина подшипника;

  r=3 мм – номинальная координата монтажной фаски;

6-класс  точности подшипника.

    Подшипник 6-310 – шариковый радиальные однорядные основного конструкторского исполнения, средней серии диаметров, узкой серии ширин, предназначен для восприятия радиальных и ограниченных осевых сил любого направления. Такой подшипник обеспечивает осевое фиксирование вала в 2-х направлениях. Не являясь самоустанавливающимся, допускает небольшие углы взаимного перекоса внутреннего и наружного колец, значения которых зависят от радиальных зазоров в подшипнике.

    Посадки подшипников качения  на вал и в отверстие корпуса выбираются с учетом условий эксплуатации, характера действующих нагрузок (величина, направление, интенсивность), вида нагружения, а так же типа, размеров и условий монтажа подшипников.

    Местно-нагруженное  кольцо должно иметь  посадку с зазором  или с небольшим  натягом между  кольцом и сопрягаемой  деталью. Циркуляционно нагруженные кольца – неподвижную посадку с сопрягаемой деталью.

    В заданном узле наружное кольцо данного подшипника испытывает циркуляционное нагружение, а внутреннее – местное нагружение.

    Анализируя  работу узла, предполагаем наличие значительных вибраций и толчков, передаваемых звездочкой цепной передачи.

    Для циркуляционно нагруженного наружного кольца подшипника посадку в корпус выбираем по величине P_Fr- интенсивности радиальной нагрузки на посадочные поверхности, которую определяем по формуле:

где - радиальная нагрузка на опору, Н

В - ширина подшипника ,мм

r - радиус скругления отверстия внутреннего кольца, мм

- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки:

- при перегрузках до 300%, значительных толчках и вибрациях, К₁ = 1,8

-коэффициент  (табл. 10), учитывающий  степень ослабления  посадочного натяга  при полом вале  или тонкостенном  корпусе (при сплошном вале К₂ = 1);

-коэффициент  неравномерности  распределения радиальной  нагрузки  между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки

Для радиальных и радиально-упорных  подшипников с  одним наружным или  внутренним кольцом  К₃ = 1.

 

Определяем  радиальную нагрузку:

     мм

     Н

    Определяем  интенсивность радиальной нагрузки на посадочной поверхности

    

    Выбираем  посадки колец  подшипников: 

    Для внутреннего кольца выбираем переходную посадку.

      

      

    По  ГОСТ 520-71  определяем предельные отклонения размеров посадочных диаметров внутреннего  и наружного колец  подшипника: